英飞凌、宜普两家的氮化镓功放usermanua是否值得探讨

jacksl528

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整理资料的时候发现以前建的一个文件夹关于【氮化镓功放】里面有一些收集到的资料和参考方案。

好像这个方向，玩DIY的人极少。  有些好奇，为什么？


对比了市面上几个做氮化镓功率管的公司，包括国内的InnoScience（英诺赛科）、士兰微（Silan）、华润微、纳微半导体。

一圈下来，还是国外宜普（EPC） 、英飞凌这两家的该类产品线更丰富，某些型号是专门为Class‑D Audio量产的。
但EPC的产品国内不太好买，而且价格虚高的有点多了。

英飞凌的芯片相对来说可选择的购买渠道多一些，价格也能拿到正常价。

这两家都有出自己的 氮化镓Class‑D 评估板，在网上也能找到相关的数据表。
内含原理图， 不过，这种数据表上的原理图只能拿来做功能性评测，版本大多数是REV1.x系列，可能会存在一些含糊表达的地方。
直接抄，估计有坑。

这两份资料，我先放上来，感兴趣的可以先行研究研究。
发现什么值得点评的，可以在下面留言。

氮化镓功率芯片应用于功放设计虽不算颠覆性革命，但也确实存在一些物理层面的优势。

我罗列了几点优势， 尤其是第三点，把开关频率拉高到1Mhz以上，对THD性能的提升还是蛮大的。
在英飞凌的《infineon-ref-audio-ganb-750w-usermanual》测试图标上，中功率输出THD可以摸到0.001%的绿线。

1、极低导通电阻 10 mΩ → 大电流下发热小、效率高
2、无反向恢复 → 开关干净、高频好、失真低
3、开关频率可到 500kHz–1MHz → 输出滤波器小、音质更稳
4、200V 耐压 → 电源电压可以拉更高，功率做得很大.

《1_EPC9192_qsg》《infineon-ref-audio-ganb-750w-usermanual-en》评估板资料提供下载：

https://wwbio.lanzoue.com/ihSZm3plh6pi

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gztankboy

为什么没有A/B/AB类的GaN功放？

只见过日本有一个DIY用GaN做单端A类，前面还是用胆推动。

jacksl528

gztankboy 发表于 2026-5-16 20:11
为什么没有A/B/AB类的GaN功放？

只见过日本有一个DIY用GaN做单端A类，前面还是用胆推动。

如果用GaN功率芯片做AB类电流级，那就把GaN的天生优势本末倒置，变成了劣势。

BJT、LDMOS管线性区间宽、交越失真容易易抑制
GaN 管线性放大区间窄，AB类应用，小信号失真大，阈值电压离散性大。
GaN 导通电阻极小、跨导大，做 AB 类线性偏置时：极小偏压就会产生超大静态电流，功耗飙升，温度高

GaN 先天为高速开关设计，不是为线性持续导通设计

无语密码

jacksl528 发表于 2026-5-16 20:33
如果用GaN功率芯片做AB类电流级，那就把GaN的天生优势本末倒置，变成了劣势。

BJT、LDMOS管线性区间 ...

现在的技术水平已经很高了，控制静态电流已经不是问题。

MT4S301

gztankboy 发表于 2026-5-16 20:11
为什么没有A/B/AB类的GaN功放？

只见过日本有一个DIY用GaN做单端A类，前面还是用胆推动。

因为顽固不化的hifi老烧拒绝新技术新思想呗
而且现在新的GaN器件很少直插封装都是难焊的贴片
目前无线微波基站的功放都是C类或更先进的偏置分类，你输入信号小一点就变回B类
所以理论上世界上已经街头巷尾到处皆是GaN B类功放了


找了几个微波段功放GaN的手册看，其实大家都有蛮大静态偏执电流。。。

jacksl528

MT4S301 发表于 2026-5-16 21:27
因为顽固不化的hifi老烧拒绝新技术新思想呗
而且现在新的GaN器件很少直插封装都是难焊的贴片
目前无 ...

你发的都是GaN HEMT管， 耗尽型 负偏压，不在音频应用选择范围， 如果非要用也只能在增强型开关管范畴去选

牛哥

gztankboy 发表于 2026-5-16 20:11
为什么没有A/B/AB类的GaN功放？

只见过日本有一个DIY用GaN做单端A类，前面还是用胆推动。

已经用过了，直接替代K214-K134之类的MOS管，效果还是不错的。

swsw4321

开关频率高了对磁芯要求高了，国内不知哪家磁芯在1M工作最好
感谢Yaaf提供磁芯材料图片

jacksl528

swsw4321 发表于 2026-5-17 08:55
开关频率高了对磁芯要求高了，国内不知哪家磁芯在1M工作最好
感谢Yaaf提供磁芯材料图片

关于D类功放输出电感的选择问题，参考以下三篇文献

SLAA701A、ZHCAEL5、Mouser/Coilcraft
https://www.ti.com/lit/an/slaa701a/slaa701a.pdf

https://www.ti.com.cn/cn/lit/an/zhcael5/zhcael5.pdf

https://www.mouser.com/pdfdocs/o ... -output-filters.pdf

jacksl528

从这份英飞凌REF_Audio_GaNb_750W手册与典型 GaN D 类功放原理图来看，氮化镓D类功放的设计核心与大功率MOS管D类架构一致。

1. 音频输入与前置放大模块
功能：接收模拟音频信号，做缓冲、低噪放大、阻抗匹配

2. PWM 调制 / 自振荡环路模块
功能：把模拟音频调制为 PWM 脉冲信号
核心：二阶 ΣΔ 调制、自振荡半桥拓扑

3. 数字音频驱动部分
功能：产生 GaN 栅控信号、内置全保护
核心器件：MERUS™ IRS20957S

4. GaN 专用栅极驱动模块（这是氮化镓D类功放与普通MOSFET 有别的地方）

5. GaN 功率输出级
功能：高压大电流开关，把 PWM 转为大功率音频
核心器件：100V CoolGaN™（IGB110S10S1） 半桥

6. 输出滤波与负载接口模块
功能：滤除 PWM 高频载波，还原平滑音频
核心：LC 低通滤波器（电感 + 薄膜电容）

7、欠压、过压、过流、过温保护电路
用于检测主电源电压电流、温度异常（同时带开关机静音）


8、前端和功率供电部分
从图上看它的低压双电源轨设计 我个人感觉不是很合理。

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jacksl528

它用了自家的 IRS20957S作为高压高速半桥 驱动器，这大大简化了整体电路、提高了稳定性。  让DIY后期调试容易许多~~

aviconverter

淦管用来做D类功放没问题，只是它的优势区间是高压大功率场景，diy可以 但 并不算友好，一方面是价格贵，二是大部分淦管驱动还是会加轻微负压关断的 控制麻烦些，淦管的优势是高开关频率低损耗，基本是常见MOSFET的上位替代，音频领域我认为D类攻防大幅度提高开关频率，带来的收益还是比较有限的，当然如果淦管便宜，那就随便玩了，只是驱动上面要下点功夫

jacksl528

核对了下BOM， 氮化镓和驱动芯片在云汉买得到，然后就画了个样板。

回来有几天了，还暂时没时间去焊。

英飞凌的这个方案是 “二阶 Σ‑Δ 型自振荡+半桥拓扑”    原设计满功率输出在没有散热器的情况下可以达到350W   供电电压 ±32-40V

±36V 可以驱动2欧负载 满功率输出。

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桂黄

最新进展如何？

jacksl528

焊好了，初步测试了下，官方电路的自振荡拓扑没问题。   但电源部分设计不合理，可改进。

PWM频率设置为1Mhz ，irs20957s死区设置为 15-35nS档位，稳定工作。

声音我没听，接了一个炮灰喇叭，测了一下中点、底噪控制，20Hz-20Khz 的波形也正常。  

这个板子是单通道结构，用于验证可行性。   供电电压±28V 最高±45V       （正负＜36V可以驱动2欧负载）

无语密码

jacksl528 发表于 2026-6-14 12:37
焊好了，初步测试了下，官方电路的自振荡拓扑没问题。   但电源部分设计不合理，可改进。

PWM频率设置为 ...

波形很线性